一种用于阵列化比色分析的粘性采样检测纸的制备方法和用途技术

本发明专利技术涉及一种用于阵列化比色分析的粘性采样检测纸制备方法和用途，该检测纸是由离型纸、纸基、水性压敏胶、亲水单元、疏水单元和防水层组成，该方法在纸基单面作覆膜处理，利用丝网印刷技术印制规则图案，均匀印刷于纸基表面，固化处理后，再将水性压敏胶印制于图形位置。该方法加工简单，制作工具易得，可批量化生产制备。通过本发明专利技术所述方法获得的用于阵列化比色分析的粘性采样检测纸在采集粉末样品、分析混合样品、鉴定样品类型等提供多区域、独立保存、反应、显示的比色单元环境，实现了一纸多种方式检测的目的，克服了现有技术中使用多张滤纸重复采集样品，多次滴加试剂检测的繁琐操作问题，做到使用一张检测纸，提供完整的检测环境。检测纸背面含有防水层，避免检测试剂渗透过检测纸造成污染。

【技术实现步骤摘要】
一种用于阵列化比色分析的粘性采样检测纸的制备方法和用途
本专利技术涉及纸基微流控芯片加工技术，将具有疏水性能的聚二甲基硅氧烷浸渍固化在纸基上，用于实现纸基微流控芯片图形分区阵列化的方法。
技术介绍
微流控芯片(MicrofluidicAnalysisChips)是指在几微米到几百微米的通道下控制微小流量流体(10-9-10-18L)的样品或检测试剂进行分析和操作的技术。20世纪70年代末，Terry等实现了缩微的气相色谱在硅片上的构建，并成功进行混合气体成分分析的效果。但是以硅材料、石英和玻璃材料以及高分子聚合物等为基底材料的微流控芯片的制备不仅操作复杂且成本较高，难以推广。从2007年起，Martinez等提出将纸基微流控芯片用于检测葡萄糖和蛋白质，纸基微流控技术得以迅速发展。由于纸张材质廉价易得，制作技术上可以用裁剪、掩膜、印刷、手工书写/印章、印染等手段，图案可以自定义绘制。纸基微流控芯片的基本工作原理是在亲水的纸基上制作自定义的疏水边界，常见手段主要有：物理阻隔法、物理沉积法和化学改性法。物理阻隔法是将疏水性物质如聚二甲基硅氧烷等浸渍到纸张纤维中，阻隔填充纸张纤维中的空隙以达到疏水目的；物理沉积法是将蜡、聚苯乙烯等疏水物质沉积在纸张纤维表面，通过降低纸张的表面能，使液体渗透于亲水区域以达到疏水效果；化学改性法是通过使用烷基烯酮二聚体等能与—OH亲水基团发生反应的试剂，在纤维素分子链上引入疏水基团，使纸张形成疏水界限以达到疏水目的。聚二甲基硅氧烷(PDMS)也称为二甲基硅油，是一种疏水类的有机硅物料。聚二甲基硅氧烷的化学状态二甲基硅油，无色或浅黄色液体，无味，透明度高，具有耐热性、耐寒性、黏度随温度变化小、防水性、表面张力小、具有导热性，透光率为100％等特点，由于以上特点聚二甲基硅氧烷具备良好的机械性能、光学性能、化学稳定性和生物相容性，且加工简单、价格低廉。综上所述聚二甲基硅氧烷成为广泛应用的微流控芯片材料，但是聚二甲基硅氧烷容易形变，很难维持稳定结构，也难以负载其他试剂。但是将纸基和聚二甲基硅氧烷结合起来使用就达到了很好的优势互补，纸基内部纤维具有毛细作用可以驱动液体流动，纸基还具备较大的比表面积，具有较强的吸附作用。利用疏水手段将聚二甲基硅氧烷和纸基结合起来，使得纸芯片具备渗透深度、流动方向、分区规划并集成样品准备、样品处理、样品检测盒样品分析功能的检测装置。然而目前纸基设计主要面对微量液体采样检测，对于复杂表面粉末采样检测仍有限制，针对多种成份样品单张测试纸同时检测多种成份的纸基设计尚待解决。公开号为：CN104437689A公开了“基于光敏印章印刷的纸基微流控芯片制造方法”，是一种采用光敏印章印刷进行纸基微流控芯片制造的方法，使用目前非常成熟的光敏印章作为纸基微流控芯片的核心模版。公开号为：CN103394384A公开了“纸基微流控芯片及其制备方法”，是一种包括纸基芯片和纸基底片的纸基微流控芯片，纸基底片粘接在纸基芯片的底部，然后通过加热和/或紫外光照射进行交联固化处理。本专利技术还公开了一种三维纸基微流控芯片，由纸基微流控芯片经拉伸或折叠形成。公开号为：CN106040324A公开了“基于丝网印刷法制备氟材料纸基微流控芯片的方法”，是一种利用氟材料作疏水疏油材料，在纸质基底上制备有亲水通道和疏水围堰的纸基微流控芯片。公开号为：CN104677896A公开了“一种用于比色分析的纸基微流控芯片的制备及应用”，是一种将亲水通道贴合于疏水基底上，其中亲水通道是先在滤纸上打印通道图案后剪切得到；疏水基底是用甲基三氯硅烷与十八烷基三氯硅烷的正己烷溶液处理滤纸得到的。上述方法针对纸张的亲水性进行物理阻隔法、物理沉积法和化学改性法进行改造，使得纸基兼具亲水性和疏水性，然而以上方法意在塑造或构造微流体的直线、螺旋或者立体结构通道为主，本专利技术利用聚二甲基硅氧烷作为疏水材料改造纸基，使得纸基形成多区域、独立的保存、反应、显示的比色单元环境。由于聚二甲基硅氧烷性能稳定、交联固化方式简单，工业快速滤纸孔径较大，毛细作用较强。考虑实际使用人员手持便利性，纸基设计保护层方便手持，避免污染，不需要单独设计手持加持设备。从成本、批量、操作工艺复杂性等方面考察本专利技术具备加工材料廉价、工艺简单、设备易得等优点。本方法制备的纸基可用于各种水溶性、有机试剂等参与的检测。
技术实现思路
本专利技术目的在于，提供一种用于阵列化比色分析的粘性采样检测纸制备方法和用途，该检测纸是由离型纸、纸基、水性压敏胶、亲水单元、疏水单元和防水层组成，该方法以纸为基底，在纸基单面作覆膜处理，利用丝网印刷技术印制规则图案，将聚二甲基硅氧烷以图案形式均匀印刷于纸基表面，待将聚二甲基硅氧烷固化处理后，再将水性压敏胶印制于图形位置。该方法加工简单，制作工具易得，可批量化生产制备。通过本专利技术所述方法获得的用于阵列化比色分析的粘性采样检测纸在采集粉末样品、分析混合样品、鉴定样品类型等提供多区域、独立保存、反应、显示的比色单元环境，实现了一纸多种方式检测的目的，该方法操作简单，设备材料易得，成本低，易储存，稳定性高。该纸基可应用在爆炸物等混合样本采集使用化学比色检测技术的产品中。克服了现有技术中使用多张滤纸重复采集样品，多次滴加试剂检测的繁琐操作，做到使用一张检测纸，提供完整的检测环境。检测纸背面含有防水层，将试剂保留在检测纸上，避免检测试剂渗透过检测纸，造成污染。本专利技术所述的一种用于阵列化比色分析的粘性采样检测纸的制备方法，该检测纸是由离型纸(1)、纸基(2)、水性压敏胶(3)、亲水单元(4)、疏水单元(5)和防水层(6)组成，具体操作按下列步骤进行：a、设计纸基(2)微流控芯片亲疏水图案，并制备第一个丝网印刷网版；再设计印刷水性压敏胶(3)的图案，并制备第二个丝网印刷网版；b、使用覆膜机将纸基(2)背面作覆膜处理形成防水层(6)，其中纸基(2)为工业快速滤纸，中速滤纸、慢速滤纸或复印纸，平均厚度是0.18mm，平均孔径是100μm；覆膜为哑光PVC材质，厚度为0.09mm，将纸基(2)的表面附着离型纸(1)；c、室温下将聚二甲基硅氧烷的预聚体和固化剂按照质量比10:1配置成混合物；d、使用丝网印刷机，利用步骤a制作的第一个丝网印刷网版将步骤c配置的聚二甲基硅氧烷混合物印刷至纸基(2)表面，在纸基(2)表面透过丝网印刷网版的聚二甲基硅氧烷混合物的形成疏水单元(6)，未透过丝网印刷网版的聚二甲基硅氧烷混合物的形成亲水单元(4)；e、将步骤d中印刷好的纸基(2)放入烘箱内，温度100-150℃固化，时间40min；f、将步骤e固化后的纸基(2)利用丝网印刷机，使用步骤a制作的第二个丝网印刷网版将水性压敏胶(3)印刷至纸基(2)表面，用烘箱温度40-60℃烘干30分钟；g、将步骤f烘干后的纸基(2)表面覆盖离型纸(1)后，使用切纸机进行切割，即得到用于阵列化比色分析的粘性采样检测纸。所述步骤a中第一个丝网印刷网版为300目，直径约为50μm；第二个丝网印刷网版为150目，直径本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于阵列化比色分析的粘性采样检测纸的制备方法，其特征在于，该检测纸是由离型纸（1）、纸基（2）、水性压敏胶（3）、亲水单元（4）、疏水单元（5）和防水层(6)组成，具体操作按下列步骤进行：/na、设计纸基（2）微流控芯片亲疏水图案，并制备第一个丝网印刷网版；再设计印刷水性压敏胶（3）的图案，并制备第二个丝网印刷网版；/nb、使用覆膜机将纸基（2）背面作覆膜处理形成防水层（6），其中纸基（2）为工业快速滤纸，中速滤纸、慢速滤纸或者复印纸，平均厚度是0.18mm，平均孔径是100μm；覆膜为哑光PVC材质，厚度为0.09mm，将纸基（2）的表面附着离型纸（1）；/nc、室温下将聚二甲基硅氧烷的预聚体和固化剂按照质量比10:1配置成混合物；/nd、使用丝网印刷机，利用步骤a制作的第一个丝网印刷网版将步骤c配置的聚二甲基硅氧烷混合物印刷至纸基（2）表面，在纸基（2）表面透过丝网印刷网版的聚二甲基硅氧烷混合物的形成疏水单元（6），未透过丝网印刷网版的聚二甲基硅氧烷混合物的形成亲水单元（4）；/ne、将步骤d中印刷好的纸基（2）放入烘箱内，温度100-150℃固化，时间40min；/nf、将步骤e固化后的纸基（2）利用丝网印刷机，使用步骤a制作的第二个丝网印刷网版将水性压敏胶（3）印刷至纸基（2）表面，用烘箱温度40-60℃烘干30分钟；/ng、将步骤f烘干后的纸基（2）表面覆盖离型纸(1)后，使用切纸机进行切割，即得到用于阵列化比色分析的粘性采样检测纸。/n...

【技术特征摘要】
1.一种用于阵列化比色分析的粘性采样检测纸的制备方法，其特征在于，该检测纸是由离型纸（1）、纸基（2）、水性压敏胶（3）、亲水单元（4）、疏水单元（5）和防水层(6)组成，具体操作按下列步骤进行：
a、设计纸基（2）微流控芯片亲疏水图案，并制备第一个丝网印刷网版；再设计印刷水性压敏胶（3）的图案，并制备第二个丝网印刷网版；
b、使用覆膜机将纸基（2）背面作覆膜处理形成防水层（6），其中纸基（2）为工业快速滤纸，中速滤纸、慢速滤纸或者复印纸，平均厚度是0.18mm，平均孔径是100μm；覆膜为哑光PVC材质，厚度为0.09mm，将纸基（2）的表面附着离型纸（1）；
c、室温下将聚二甲基硅氧烷的预聚体和固化剂按照质量比10:1配置成混合物；
d、使用丝网印刷机，利用步骤a制作的第一个丝网印刷网版将步骤c配置的聚二甲基硅氧烷混合物印刷至纸基（2）表面，在纸基（2）表面透过丝网印刷网版的聚二甲基硅氧烷混合物的形成疏水单元（6），未透过丝网印刷网版的聚二甲基硅氧烷混合物的形成亲水单元（4）；
e、将步骤d中印刷好的纸基（2）放入烘箱内，温度100-15...

【专利技术属性】
技术研发人员：窦新存，朱建成，李毓姝，马金龙，李宏刚，祖佰祎，
申请(专利权)人：中国科学院新疆理化技术研究所，
类型：发明
国别省市：新疆;65